第三章-典型模具制造工艺2013

第三章模具零件制造工艺冲模、塑料模模架组成零件的加工工艺过程及典型工艺方案；注射模模架的典型零件工艺方案；冲模工作零件的加工方法和典型工艺方案；成形磨削加工技术；塑料模型腔、型芯的加工方法和典型工艺方案；型腔数控加工和光整加工技术。典型模具零件工艺型腔表面加工型腔加工冲裁凹模的加工冲裁凸模的加工模架零件的加工本章要点冲模模架组成零件中导柱、导套和上下模座的加工工艺过程及典型工艺方案；注射模模架的典型零件工艺方案；冲模工作零件的加工方法和典型工艺方案；成形磨削加工技术；塑料模型腔、型芯的加工方法和典型工艺方案；型腔数控加工和光整加工技术。本章知识要点：模具零件工艺过程制定的步骤：工艺分析毛坯选择表面加工方案确定工艺路线制定确定工序余量、尺寸制定零件工艺过程一、冷冲模模架（1）作用：模架是用来安装模具的工作零件和其它结构零件，并保证模具的工作部分在工作时间具有正确的相对位置。（2）组成：上、下模座，导柱、导套第一节模架零件的加工（3）模架种类中间导柱对角导柱后侧导柱四导柱二、导柱的加工种类（一）零件工艺性分析1、导向作用，与导套无阻滞，耐磨；2、圆度3、同轴度AB导柱图（二）、毛坯的选择材料：T8A热轧圆钢（三）、主要表面加工方案￠32r6Ra0.4µm粗车—半精车—粗磨—精磨￠32h6Ra0.1µm粗车—半精车—磨削—精磨—研磨（四）零件工艺路线方案一双顶尖法下料—车端面、打中心孔—车外圆—热处理—研中心孔—磨削—研磨方案二工艺夹头法下料—车端面—车外圆—热处理—研中心孔—磨削—研磨—线切割优先选择方案一（五）工序余量及尺寸下料车削磨削研磨外圆单边余量2~4mm长度余量3~5mm单边余量0.25mm单边余量0.01mm工序号工序名称工序内容设备1下料按尺寸￠36mm×215mm切断锯床车端面保证长度212.5mm钻中心孔调头车端面保证210mm钻中心孔车外圆至￠32.4mm切10mm×0.5mm槽到尺寸车端部调头车外圆至￠32.4mm车端部4检验5热处理按热处理工艺进行，保证渗碳层深度0.8~1.2mm，表面硬度58~62HRC研中心孔调头研另一端中心孔磨￠32h6外圆留研磨0.01mm磨￠32r4外圆到尺寸研磨外圆￠32h6达要求抛光圆角9检验8研磨卧式车床6研中心孔卧式车床7磨外圆外圆磨2车端面钻中心孔卧式车床3车外圆卧式车床（六）工艺过程若中心孔有较大的同轴度误差，将使中心孔和顶尖不能良好接触，影响加工精度。热处理后会产生变形和缺陷。(七)导柱中心孔的研磨修正中心孔可采用磨、研磨和挤压如下：①车床用磨削方法修正中心孔锥形砂轮煤油/机油锥形铸铁研磨剂②挤压中心孔的硬质合金多棱顶尖同轴度0.002mm导柱研磨工具1、导向作用，与导柱无阻滞，耐磨2、圆度3、同轴度三、导套的加工（一）零件工艺性分析导套图（二）、毛坯的选择材料：T8A热轧圆钢（三）、主要表面加工方案￠45r6Ra0.4µm外圆粗车—半精车—粗磨—精磨￠32H7Ra0.2µm内孔钻—粗镗—精镗—粗磨—精磨—研磨下料—车端面、内孔、外圆—热处理—磨内、外圆—研内孔（四）零件工艺路线（五）工序余量及尺寸（六）工艺过程工序工序名称工序内容设备1下料按尺￠54mm×115mm切断锯床2车外圆及内孔车端面保证长度113mm卧式车床钻￠32mm孔至￠30mm车￠45mm外圆至￠45.4mm倒角车3×1退刀槽至尺寸镗￠32mm孔至￠31.6mm镗油槽镗￠32mm孔至尺寸,倒角3车外圆车￠48mm的外圆至尺寸卧式车床倒角车端面保证长度110mm倒内外圆角4检验5热处理按热处理工艺进行，保证渗碳层深度0.8~1.2mm，硬度58~62HRC6磨内外圆磨45mm外圆达图样要求万能外圆磨床磨32mm内孔，留研磨量0.01mm8检验研磨￠32mm孔达图样要求(七)导套的研磨1、车床上研磨2、研磨机保证模架的装配要求，使模架工作时上模座沿导柱上、下运动平稳，无滞阻现象，保证模具能正常工作材料:HT200/45四、上、下模座的加工种类:1、上、下面平行度2、导柱、导套安装孔的孔距尺寸一致3、垂直度小于0.01/100（一）零件工艺性分析（二）毛坯的选择HT200铸件（三）主要表面加工方案孔2×¢45H7Ra1.6钻—粗镗—半精镗—精镗平面Ra1.6粗刨/铣—半精刨/铣—粗磨（四）零件工艺路线备料—刨/铣平面—磨平面—划线—钻孔—镗孔—铣油槽先面后孔（五）工序余量及尺寸（六）工艺过程习题基本尺寸基本尺寸/mm45/mm4540~630.0080.012250~4000.020.0363~1000.010.015400~6300.0250.04100~1600.0120.02630~10000.030.05160~2500.0150.0251000~16000.040.06公差等级公差等级公差值公差值模座上、下平面的平行度公差一、圆形凸模第二节冷冲模的凸模加工（一）零件工艺性分析1、轴类零件同轴度2、台肩厚度3mm3、与固定板配合处D:0.02mm(IT7)Ra0.8µm4、工作部分d:0.02mm(IT7)Ra0.4µm（二）、毛坯的选择锻件（？性能）（三）、主要表面加工方案D:粗车—半精车—磨削d:粗车—半精车—磨削—精磨（四）、零件工艺路线方案一双顶尖法备料—锻造—热处理—车端面、外圆—热处理—研中心孔—磨削—线切割方案二工艺夹头法备料—锻造—热处理—车端面、外圆—热处理—磨削—去除夹头注：车端面时留夹头的余量（五）、工序余量及尺寸（六）、工艺过程（1）备料Cr12（2）锻：锻成φ28×38（3）热处理：退火（4）车：车端面及中心孔；双顶尖装夹，车D、d面留单面磨削余量0.3mm（5）检验（6）热处理：淬硬HRC58~62（7）研磨：中心孔（8）磨：磨外圆D及d至尺寸（9）线切割：两端顶尖孔处（二）铣削加工注：刨、铣削都是用于粗加工、半精加工。二、非圆形凸模的加工加工方法（一）压印锉修以加工好凹模配作凸模（三）刨削加工用于精加工1、成形砂轮法（1）角度修整修整工具（2）圆弧修整修整工具注：角度、圆弧修整均使用金刚石笔（3）用挤压轮修整（四）成形磨削3、仿形磨削1）原理：是在具有放缩尺的曲面磨床或光学曲面磨床上，按放大样板或放大图对成形表面进行磨削加工。2）被加工零件尺寸：主要用于磨削尺寸较小的凸模和凹模拼块。3）被加工零件精度：±0.01mmRa0.63~0.32μm工艺分析：如图凸凹模间隙Z=0.06mm？外形刃口加工Ra0.4/Ra0.8？内形（孔)Ra0.415`？漏料孔、螺纹孔加工热处理58~64HRC（五）典型非圆凸模工艺材料：CrWMn热处理58~64HRC毛坯选择：锻件（？性能）主要表面加工方案：外形：粗铣—精铣—磨削内形：粗镗—半精镗—精镗—研磨（？磨削）内、外形还可以采用线切割同时加工，再研磨工艺路线（方案）：方案一：备料—锻造—退火—铣六面—磨六面—划线/作螺纹孔/漏料孔—镗内孔—铣外形—热处理—研内孔—成形磨外形方案二：备料—锻造—退火—铣六面—磨六面—划线/作螺纹孔/漏料孔/穿丝孔—热处理—线切割内外形—研磨内外形注：经比较优先选择方案二工艺过程1、下料：φ56×1172、锻造：锻成110×45×553、热处理：退火4、铣削：铣六面留单面余量0.4mm5、磨削：上/下平面及相邻两侧6、钳工：划线、钻/攻螺纹孔，钻穿丝孔、漏料孔7、热处理：淬火、低温回火8、磨削：平面磨上、下面及相邻两侧面9、线切割：割内、外刃口面10、研磨：研内、外刃口面11、检验凹模型孔一般是指模具中成形制件内外表面轮廓的通孔，形状多样，可分为圆形凹模型孔和异形凹模型孔两种。凹模型孔常用的加工方法主要有：钻、铰、镗、铣和坐标磨削，另外还常使用电火花成形加工、数控线切割和数控铣加工，使用研磨和抛光作为光整加工。第三节冷冲模的凹模加工一、圆形型孔（1）单型孔凹模毛坯——锻造——退火——车削、铣削——划线——钻、镗型孔——钻固定孔——攻螺纹、铰销孔——淬火、回火——磨削上、下平面及型孔。（2）多型孔凹模常采用坐标法进行加工1）镶入式凹模在坐标镗床上按坐标法镗孔，是将各型孔间的尺寸转化为直角坐标尺寸2）整体式凹模(3）整体式凹模一般工艺①材料：碳素工具钢或合金工具钢。②热处理：60HRC③加工工艺路线毛坯锻造——退火——粗加工——半精加工——钻、镗型孔——淬火、回火——磨削上、下平面，型孔注：孔系加工---坐标镗床、数控铣床坐标磨床二．非圆形型孔非圆形型孔的凹模，通常将毛坯锻造成矩形，加工各平面后进行划线，再将型孔中心的余料去除。图示是沿型孔轮廓线钻孔。凹模尺寸较大时，也可用气割方法去除。型孔进一步加工：1）仿形铣削2）数控加工3）立铣或万能工具铣床现代制造：广泛采用线切割3．坐标磨床加工（1）机床的磨削运动(2）磨削加工的基本方法1）内孔磨削2）外圆磨削3）锥孔磨削4）平面磨削5）侧磨6）基本磨削综合运用，可对复杂形状的型孔进行磨削加工三、典型冲裁凹模工艺过程凹模型孔一般是指模具中成形制件内外表面轮廓的通孔，形状多样，可分为圆形凹模型孔和异形凹模型孔两种。模具凹模型孔常用加工方法复习：圆形：车、钻、铰、镗、坐标磨异形：普通铣、数控铣、坐标磨、线切割、电火花成型凹模（一）、工艺分析：？外形Ra0.8µm？内形刃口（孔)Ra0.4µm？漏料孔、销孔及固定孔加工？凹模的选材、毛坯种类、热处理58~62HRC（二）、材料及毛坯选择：材料：CrWMn锻件凹模—高耐磨性、基体有较高强度和硬度、淬透性好。淬火、低温回火。组织细密，高硬度和耐磨性，足够的强度和韧性（三）、主要表面加工方案：外形：粗铣—精铣—磨削内形：粗铣—精铣—粗磨—精磨凹模刃口还可以采用线切割加工，再研磨。（四）、工艺路线（方案）：方案一：备料—锻造—退火—铣六面—磨六面—划线/作螺纹及销孔—铰挡料销孔—铣型孔/修漏料孔—热处理—磨六面—坐标磨型孔特点：传统加工方法，普通铣削，挡料销与型孔位置较难保证，加工困难。方案二：备料—锻造—退火—铣六面—磨六面—划线/作螺纹孔及销孔/穿丝孔—热处理—磨六面—线切割挡料销孔及型孔—研磨型孔特点：挡料销与型孔位置精度高，漏料斜孔一次切割，工艺简单，现在模具加工常用方法。优先选择方案二本工序—下工序单面余量mm锻—车/刨/铣3~6车/刨/铣—磨削粗0.2~0.3精0.12~0.18（五）、加工余量（六）凹模工艺过程：1、备料：将毛坯锻成平行六面体。尺寸166mm×130mm×25mm2、热处理：退火3、铣平面：铣各平面，厚度留磨削余量0.6mm，侧面留磨削余量0.4mm4、磨平面：磨上下平面，留磨削余量0.3~0.4mm磨相邻两侧面保证垂直5、钳工划线：划出对称中心线，固定孔及销孔线6、钳工：加工固定孔及销孔及穿丝孔7、检验8、热处理：按热处理工艺保58~62HRC9、磨平面：磨上下面及其基准面达要求10、线切割：切割挡料销孔及型孔，留研磨余量0.01mm11、研磨：研型孔达规定技术要求12、检验第四节型腔加工型腔的作用是成形制件的外表面，其加工精度和表面一般要求较高，可分为回转曲面的型腔和非回转曲面的型腔。回转曲面的型腔：车削—磨削（内圆磨/坐标磨）非回转曲面的型腔：铣削—磨削（坐标磨）—研磨/抛光/表面硬化处理一型腔加工方法1．车削加工主要用于加工回转曲面的型腔或型腔的回转曲面部分2．铣削加工（1）普通铣床加工型腔立铣和万能工具铣床：适合于加工平面结构的型腔。Ra1.6µm考虑由于切削力波动导致刀具倾斜变化造成的误差,选用比型腔圆弧半径R小的铣刀半径。加工出某些特殊的形状部位，可采用适合于不同用途的单刃指铣刀。提高铣削效率，铣削前可在型腔轮廓线的内部连续钻孔，深度和型腔的深度接近特点：劳动强度大，加工精度低，操作者技术水平要求高，平面加工能力强，作辅助设备（2）仿形铣床加工型腔特别适合于加工具有曲面结构的型腔。1）仿形铣床立式、卧式仿形铣床图是XB4480型电气立体仿形铣床的结构外形。加工平面轮廓、立体曲面等2）加工方式①按样板轮廓仿形铣削时靠模销沿着靠模外形运动，不作轴向运动，铣刀也只沿工件